Een bestekverpakkingsmachine is een automatisch systeem dat vorken, messen, lepels en rietjes telt, rangschikt en in verzegelde filmverpakkingen wikkelt voor distributie. Deze machines kunnen één type keukengerei of gemengde besteksets verpakken. Eén pakket kan bijvoorbeeld een vork, een mes en een servet bevatten. Afhankelijk van het producttype heeft de machine verschillende methoden nodig voor het tellen, rangschikken en sealen.
Het gebruik van wegwerpbestek is toegenomen naarmate de voedselbezorging, de catering van luchtvaartmaatschappijen en institutionele diners zijn uitgebreid. Spuitgietmachines kunnen honderden stuks per minuut produceren. Zonder een passend verpakkingsproces kan het afgewerkte bestek zich ophopen in bulkcontainers. Het bestek is bovendien niet beschermd en kan niet als losse verpakkingen worden verzonden. Een verpakkingsmachine lost dit probleem op.
Fase 1 - Voeren en oriëntatie
De eerste uitdaging die een bestekverpakkingsmachine oplost, is het verplaatsen van los keukengerei in één lijn. Er zijn twee soorten feeders die veel voorkomen in de industrie:
Vibrerende voerbakken gebruiken een spiraalvormig spoor in een kegel-vormige kom. Trillingen verplaatsen het keukengerei over de baan. Mechanische geleiders duwen verkeerd geplaatste stukken terug in de kom. Alleen correct geplaatst keukengerei bereikt de uitloop. Komvoeders werken goed met lepels en vorken. Messen zijn mogelijk moeilijker te hanteren vanwege hun vorm. Mogelijk hebben ze een aparte rijstrook nodig.
Centrifugale feeders gebruiken een verticale schijf die met een vaste snelheid draait. De middelpuntvliedende kracht beweegt het keukengerei naar de buitenste ring. Zakken of geleiders plaatsen ze vervolgens in de juiste richting. Centrifugale feeders kunnen sneller werken dan komfeeders. Ze verwerken vaak 200 tot 400 stuks per minuut. Ze zijn gevoeliger voor de vorm van het keukengerei. Ze hebben ook nauwkeurige wisselonderdelen nodig als het producttype verandert.
Bij gemengde verpakkingen kunnen meerdere feeders tegelijk draaien. Elke feeder levert één type artikel. Een combinerende transportband verbindt de stromen. Eén vork, één mes,
Fase 2 - Tellen en groeperen
Nadat het keukengerei de feeder heeft verlaten, wordt het naar het telstation verplaatst. Optische sensoren, meestal infrarood foto-elektrische sensoren, detecteren elk onderdeel terwijl het door de lichtstraal gaat. De controller telt voor elk stuk één telling op. Wanneer het ingestelde aantal is bereikt, geeft de controller een signaal aan een omleider of poort om de batch naar het wikkelstation te verplaatsen.
Voor pakketten met meerdere-items heeft elke feederstrook zijn eigen teller. De machine wacht totdat alle banen de benodigde hoeveelheden leveren. De batch gaat dan verder. Servo-aangedreven systemen kunnen de wisselpoort nauwkeuriger besturen dan oudere pneumatische systemen. Servomotoren kunnen de poort positioneren met herhaalbaarheid op millimeterniveau. Dit helpt telfouten, korte verpakkingen en extra stuks te verminderen.
Sommige geavanceerde machines gebruiken na het tellen ook een visionsysteem. Een camera maakt een beeld van de gegroepeerde set. Het systeem vergelijkt het beeld met een referentiebeeld. Indien er een lepel ontbreekt of er een extra vork aanwezig is, gaat de batch naar een uitwerpgoot. Dit voorkomt dat een verkeerd pakket wordt verzegeld en verzonden.
Fase 3 - Filmtoevoer en -vorming
Een Bestekverpakkingsmachine wikkelt geteld bestek vanaf een doorlopende rol in flexibele folie. De film doorloopt meestal deze stappen:
Kom tot rust. Een gemotoriseerde spoel voert de film aan met een snelheid die overeenkomt met de machinecyclus. Een danserrol houdt de foliespanning stabiel. Dit helpt uitrekken en rimpels voorkomen.
Registratie afdrukken. Als de film gedrukte afbeeldingen heeft, leest een foto-elektrische sensor de registratiemarkeringen. Het systeem past de filmtoevoer aan om de print op elke verpakking in de juiste positie te houden.
Vormen. De film gaat door een vormkraag. Deze trechter-vormige metalen geleider vouwt de platte folie in een buis rond het bestek. De halsbandmaat bepaalt de pakbreedte. Voor een ander verpakkingsformaat is mogelijk een andere vormkraag en een nieuwe instelling voor de afdichting in de lengterichting nodig.
Longitudinale afdichting. Een verwarmde staaf of roterende sealbek verbindt de overlappende folieranden langs de buis. Hierdoor ontstaat een continu afgedichte buis.
Bij platte kussenverpakkingen sluit een ander paar sealbalken beide uiteinden af. Bij vouwverpakkingen of verpakkingen met drie-zijdige- seals wordt de film op lengte gesneden voordat deze wordt gevormd. Dit geeft meer formaatopties, maar kan de productiesnelheid verlagen.
Fase 4 - Afdichten en snijden
Tijdens de laatste sealfase worden de verpakkingen gescheiden en de uiteinden gesloten. Twee methoden zijn gebruikelijk:
Impulssealen gebruikt alleen warmte tijdens de sealcyclus. Een nichroomdraad verwarmt de film tot de sealtemperatuur. Voor polypropyleen is dit doorgaans 150 graden tot 190 graden. De machine houdt de film 0,3 tot 1,5 seconde vast, afhankelijk van de filmdikte. De afdichting koelt vervolgens onder druk af voordat de machine deze loslaat. Impulsafdichting zorgt voor schone en smalle seallijnen. Het werkt ook goed met warmte-gevoelige films.
Continu roterende afdichting maakt gebruik van verwarmde wielen die tegen de filmbuis draaien terwijl deze beweegt. De wielen houden een constante temperatuur. Dit maakt een hogere productiesnelheid mogelijk omdat er geen sealpauze is. Roterend sealen werkt goed op hoge-snelheidslijnen die uniforme folie gebruiken bij 80 tot 150 verpakkingen per minuut. Het geeft minder flexibiliteit bij het wisselen van filmtypes.
Na het sealen scheidt een mechanisch of ultrasoon snijmes de verpakkingen. Het voltooide pakket wordt naar een uitvoerband verplaatst. Het kan vervolgens door een metaaldetector en een controleweger gaan voordat het in de doos wordt verpakt.
Factoren die de verpakkingsprestaties beïnvloeden
Het goed bedienen van deze apparatuur hangt af van verschillende factoren die faciliteitsmanagers in de gaten moeten houden:
Filmspecificatie.Polypropyleen (PP) is een veelgebruikt verpakkingsmateriaal voor wegwerpbestek. Het biedt goede stijfheid, helderheid en warmte-afdichtingsprestaties-. Regelgeving in veel markten vergroot het gebruik van composteerbare films. Films die zijn gecertificeerd volgens EN 13432 hebben mogelijk lagere sealtemperaturen en langere sealtijden nodig. Dit kan de productiesnelheid met 15% tot 25% verlagen vergeleken met standaard PP-folie op dezelfde machine.
Productconsistentie.Spuit-gegoten bestek kan flash hebben, dit is dun overtollig materiaal langs de scheidingslijn. Flits kan zich ophopen in de invoersporen en storingen of telfouten veroorzaken. Een goede matrijskwaliteit zorgt ervoor dat de verpakkingslijn soepel blijft draaien.
Omgevingsomstandigheden.Temperatuur en vochtigheid kunnen de prestaties van de film beïnvloeden. In faciliteiten zonder klimaatbeheersing kunnen tijdens de verschillende seizoenen veranderingen optreden in de sealsterkte en filmspanning. Operators moeten mogelijk de temperatuurinstellingen en de druk van de danserrol aanpassen.
Naleving van regelgeving.In de Verenigde Staten vallen verpakkingen met voedsel- onder FDA 21 CFR Part 175 voor lijmen en coatings en 21 CFR Part 178 voor bepaalde polymeren en aanverwante materialen. In de Europese Unie stelt Verordening (EG) nr. 1935/2004 regels vast voor materialen die in contact komen met voedsel. Deze materialen mogen geen stoffen vrijgeven in niveaus die schadelijk kunnen zijn voor de menselijke gezondheid. Machines die voor deze markten worden gebruikt, moeten geschikt roestvrij staal, polymeren van voedingskwaliteit-en smeermiddelen gebruiken die aan de vereiste regels voldoen.
Veelgestelde vragen
Hoe snel kan een bestekverpakkingsmachine werken?Lijnen met afzonderlijke-artikelen die polypropyleenfilm gebruiken, kunnen 80 tot 120 verpakkingen per minuut bereiken met continue roterende sealnaad. Gemengde-verpakkingslijnen draaien doorgaans op 40 tot 70 verpakkingen per minuut. Ze rijden langzamer omdat voor elke cyclus meerdere feederbanen moeten samenwerken.
Kan één machine vorken, messen en lepels door elkaar verwerken?Ja, binnen een bepaald maatbereik. Feederonderdelen en vormkragen kunnen worden aangepast of vervangen. Als u van een dessertvork naar een soeplepel overschakelt, kan het nodig zijn de voerbak te vervangen. Dit kan 20 tot 40 minuten duren. Voor het wijzigen van de verpakkingsgrootte is mogelijk een nieuwe vormkraag en aanpassing van de druk van de sealbalk nodig.
Welke filmtypes zijn compatibel?De meeste machines kunnen polypropyleen-, polyethyleen- en gelamineerde films verwerken. Er worden ook composteerbare films gebruikt die zijn gecertificeerd volgens EN 13432. Deze films hebben verschillende sealinstellingen nodig. Op papier-gebaseerde laminaten worden ook gebruikt als plasticbeperkingen voor eenmalig- gebruik onder de verhoging van Richtlijn (EU) 2019/904.
Hoeveel onderhoud heeft de machine nodig?Het dagelijkse onderhoud omvat het verwijderen van filmresten van de sealbalken en het controleren van de feederbanen op slijtage. Wekelijkse controles omvatten de uitlijning van de servo, de werking van de sensor en de scherpte van het snijblad. Afdichtbekken en voerbakken zijn veelvoorkomende slijtageonderdelen. Hun levensduur is doorgaans 6 tot 18 maanden, afhankelijk van het productievolume.
Bronnen
- Europees Comité voor Normalisatie. EN 13432:2000 – Eisen voor verpakkingen die kunnen worden hergebruikt door compostering en biologische afbraak. CEN, 2000.
- Europees Parlement en Raad. Richtlijn (EU) 2019/904 betreffende de vermindering van de impact van bepaalde kunststofproducten op het milieu. Publicatieblad van de Europese Unie, 2019.
- Europees Parlement en Raad. Verordening (EG) nr. 1935/2004 betreffende materialen en voorwerpen bestemd om met voedsel in contact te komen. Publicatieblad van de Europese Unie, 2004.
- Amerikaanse Food and Drug Administration. 21 CFR Deel 175 – Indirecte voedseladditieven: lijmen en componenten van coatings. Code van federale regelgeving.
- Amerikaanse Food and Drug Administration. 21 CFR Deel 178 – Indirecte voedseladditieven: polymeren. Code van federale regelgeving.
- Internationale Organisatie voor Standaardisatie. ISO 22000:2018 – Voedselveiligheidsmanagementsystemen: vereisten voor elke organisatie in de
